Correction FA2/2III/ La notion d’isostasie.
En réponse au problème posé par les anomalies négatives de Bouger, on a montré que l’excès de masse au niveau des montagnes ne pouvait pas être compensé par un déficit de masse en profondeur.
La répartition des altitudes montre une distribution bimodale (deux pics de fréquence).
L'altitude moyenne des terres émergées est de 870 m alors que la profondeur moyenne des mers et océans est de -3800m.
Comment expliquer cette distribution ? Alfred Wegener avait déjà constaté des mouvements verticaux de continents en 1902.
Depuis, on sait que ces mouvements verticaux concernent la lithosphère dans son intégralité.
Ceux-ci sont expliqués par un modèle théorique du XIXè siècle : la théorie de l'isostasie.
D'après ce modèle, il existerait une surface en profondeur où les forces s 'équilibreraient entre les matériaux au-dessus et au-dessous de celle-ci.
Cette surface est appelée surface de compensation.
Les masses de toutes les colonnes de lithosphère au dessus de la surface de compensation sont identiques.
Lorsqu'il y a équilibre, on parle d'isostasie.
On nomme ainsi surface de compensation la profondeur au niveau de laquelle la pression est identique quel que soit le relief au-dessus.
On doit aux Britanniques George Biddell Airy (1801-1892) et John Henry Pratt (1809-1871) les premières tentatives d’explication du phénomène observé.
1. 2 modèles en discussion.
Doc Page 145.
La compensation du relief est assurée par la mise en place d’une racine crustale.
(Modèle cohérent avec la croûte continentale)
La compensation du relief est assurée par une différence de densité à l’intérieur de la croûte.
(Modèle cohérent avec la croûte océanique) 2. la croûte en équilibre sur le manteau.
L'isostasie est donc un équilibre de type hydrostatique (principe d'Archimède).
Animation : http://www.geo.cornell.edu/hawaii/220/PRI/isostasy.html
Densité
= pour toutes lescolonnes de croûte.
Densité des reliefs les + à
– élevés.
Attention : h = a (altitude) +ecc (épaisseur minimale croûte continentale) + r (racine)
- Critiquez le modèle proposé.
Les continents sont interdépendants des plaques qui les entourent
En vertu du principe d'Archimède on retient que plus un bloc dépasse le niveau de fluide plus il est enfoncé dans ce dernier.
La lithosphère est en équilibre (isostasie) sur l’asthénosphère. Les différences d’altitude moyenne entre les continents et les océans s’expliquent par des différences crustales.
Afin d’avoir un relief positif, il faut qu’il y ait une racine de croûte continentale importante permettant de supporter la charge pondérale en surplus.
Ce sont les différences de nature, de densité, d’épaisseur des lithosphères continentale et océanique qui expliquent la distribution des reliefs constatés à la surface de la terre.
La lithosphère océanique, plus dense, s’enfonce proportionnellement davantage dans l’asthénosphère que la lithosphère continentale. De plus, l’épaisseur plus faible de la lithosphère océanique fait que la lithosphère océanique a une altitude plus basse que la lithosphère continentale.
(a)
(ecc)
(r)
Modéliser avec un logiciel : http://www.pedagogie.ac-
nantes.fr/1183219249828/0/fiche___ressourcepedagogique/&RH=1160729734281 Dès 68m d’altitude, il y a
présence d’une racine crustale.
Pour avoir une altitude de 8848m, il faut une racine crustale de 60138m de profondeur.
3. Des rééquilibrages permanents :
A l'échelle continentale, l'érosion par les eaux de ruissellement, la glace et le vent tend à aplanir les reliefs vers un profil de base qui est le niveau des mers.
Selon le principe d'isostasie, l'ablation d'une tranche de matériaux à la surface d'un continent entraîne un rééquilibrage des masses; il y a remontée de l'ensemble de la lithosphère continentale.
Exemple : Après érosion de 100m, il y a un rééquilibrage isostatique. C’est-à-dire que la croûte continentale remonte un peu, il n’y a donc pas réellement une perte de 100m d’altitude.
Exercice : Fiche le rebond glaciaire.(voir rubrique correction)
